[发明专利]一种抑制滴灌灌水器微生物堵塞的方法

说明书

本发明公开了属于节水灌溉技术领域的一种抑制滴灌灌水器微生物堵塞的方法。所述方法包括以下步骤：(1)采用发育分子生态网络分析确定导致滴灌灌水器堵塞的关键菌，然后进行抑制滴灌灌水器堵塞的拮抗菌筛选；(2)将筛选出的拮抗菌于含有沼液的培养基中进行发酵，制备成拮抗菌剂；(3)将拮抗菌剂应用于滴灌系统。本发明的方法利用分子生态网络分析的方法来获得导致滴灌灌水器生物膜生长的关键菌，结合微生物拮抗原理，筛选出能够拮抗导致生物膜生长的拮抗菌，可以抑制灌水器生物膜的生长。

技术领域

本发明属于节水灌溉技术领域，具体涉及一种抑制滴灌灌水器微生物堵塞的方法。

背景技术

滴灌技术是目前被认为是最节水的灌溉方式，能够将水和肥精确地输送到植物根部，是节水灌溉发展的方向。随着水资源紧缺与污染问题的加剧，再生水、河湖库地表水、雨水以及养殖废水等非常规水资源在滴灌技术中的利用，加剧了滴灌系统关键部件灌水器的堵塞问题。非常规水资源引起的灌水器堵塞以生物堵塞为主，堵塞生物膜的生长造成过滤设备的腐蚀、损坏，增加水动力阻力从而增加能耗，以及输水管道及灌水器流道堵塞，严重降低输水效率和灌水均匀度，严重时会导致整个系统的报废。因此，堵塞问题解决的好坏直接决定了滴灌工程的使用寿命和应用效益。

如何有效去除和控制生物膜的生长是解决滴灌灌水器堵塞问题的关键，大量科研学者针对此进行了大量研究，包括：化学加氯、定期反向冲洗、脉冲流清洗技术、微泡技术、表面改性、表面涂层技术、紫外光、强磁场、超声波、群体淬灭技术等，但总体而言，现有的方法在运用成本、环境污染、资源消耗、运行能耗等方面都会存在一定的缺点。微生物群体繁殖和生长是导致管道内部附生生物膜难以去除的关键原因，利用微生物的拮抗关系可以抑制甚至杀死形成生物膜的关键微生物，从而干扰和控制生物膜的形成发展，这为限制附生生物膜生长提供了一种绿色环保的控制新思路。如中国农业科学院农田灌溉研究所高胜国等(CN202168387U)公开了一种滴灌系统抗生物堵塞装置，其借助臭氧发生器，有效杀死流道内微生物。但是臭氧溶于水后对土壤微生物群落产生负面影响，降低土壤健康质量。白志辉等公开了一种防治滴灌灌水器堵塞的微生物控制方法(CN106957804A)，该方法提出利用筛选出来的枯草芽孢杆菌N14菌株来缓解滴灌灌水器堵塞，可使已经发生堵塞的灌水器流量得到恢复；但是针对灌溉水质的复杂性，对于不同的水源该菌株是否均具有良好的微生物防治效果，值得商榷。因此，随着分子生态网络分析方法的提出，为明确影响生物膜生长的关键菌提出了可行方法，但是未见相关专利及文献报道。

发明内容

为了克服现有技术中的问题，本发明提出一种针对不同灌溉水源滴灌系统堵塞的方法，可有效解决滴灌水源对灌水器的堵塞。

为此本发明的技术方案如下：

一种抑制滴灌灌水器微生物堵塞的方法，包括以下步骤：

(1)采用发育分子生态网络分析确定导致滴灌灌水器堵塞的关键菌，然后进行抑制滴灌灌水器堵塞的拮抗菌筛选；

(2)将筛选出的拮抗菌于含有沼液的培养基中进行发酵，制备成拮抗菌剂；

(3)将拮抗菌剂应用于滴灌系统。

上述方法中，所述拮抗菌筛选的方法，包括以下步骤：

(1)培养灌水器流道内附生生物膜，然后提取堵塞物质生物膜微生物；

(2)提取生物膜中微生物的总DNA，扩增16S rRNA的V3-V4可变区，纯化，定量检测以及测序；

(3)将生物膜微生物的测序结果用于构建发育分子生态网络，根据细菌之间的相关性，筛选出影响生物膜生长的关键菌；同时根据滴灌作物，选择具有生物防治功能的菌种作为备选菌，然后结合上述筛选出来的关键菌进行拮抗实验，筛选出备选菌中和关键菌出现拮抗作用的菌种作为拮抗菌。

上述方法中，所述培养灌水器流道内附生生物膜的方法，可以选择下述方法，包括：